Archivo de la etiqueta: Fortinet

Puerto espejo, un aliado a veces olvidado.

Posted on por

Como hemos hablado en otras ocasiones, poco a poco se va extendiendo el uso de protocolos industriales basados en tecnología Ethernet en lugar de los tradicionales serie. Esto, si bien permite otra manera de interconexión, también abre nuevas posibilidades en la denominada Industria 4.0. Sin embargo, obliga a tomar cierto tipo de medidas en cuanto a Ciberseguridad se refiere ya que los dispositivos y sistemas que intervienen en los procesos de control y automatización no sólo comienzan a estar más expuestos sino que son susceptibles de sufrir los mismos problemas con ciertos agravantes.

No obstante, aunque se trate de comunicaciones Ethernet, los equipos de networking industrial no sólo conservan funcionalidades tradicionales, sino además otras propias de estos entornos como MRP en contraposición a STP, Spanning Tree Protocol.

Una que puede sernos de mucha utilidad, sin menospreciar a otras tantas, es la de “Port Mirroring” o Puerto Espejo. Esto es, la capacidad de un Switch para poder replicar el tráfico que pasa por dos o más puertos y enviarlo por un tercero. Para entender mejor este concepto haré un repaso sobre cómo funciona un switch. Aunque sea algo bastante obvio para Técnicos de Comunicaciones o Administradores, seguramente no lo sea tanto para otros de Mantenimiento o Ingenieros de Procesos.

Esquema_01

Pongamos un ejemplo con dos equipos llamados “HMI” y “PLC”. Para comunicarse el equipo “HMI” con el «PLC» deberá conocer la IP del de “destino” y, al darse cuenta que está dentro de su misma red, deberá obtener entonces la MAC de éste. Para ello echará mano del protocolo ARP. El protocolo ARP permite conocer la dirección MAC de un equipo a partir de una IP conocida. Por tanto, si “HMI” no la tiene almacenada en su caché ARP  deberá realizar un ARP request. Es decir, preguntará a toda su red sobre cuál es la MAC del equipo con IP XXX.XXX.XXX.XXX. En este caso la dirección MAC de destino será ff:ff:ff:ff:ff:ff, un broadcast de capa 2. Todos los equipos la recibirán y la procesarán pero sólo el que tenga la IP por la cual se pregunta contestará con un ARP Reply, diciendo “–La MAC de la IP XXX.XXX.XXX.XXX es XX:XX:XX:XX:XX:XX. Conocida por “HMI” tanto la IP y MAC de “destino”, se producirá la comunicación. Si por el motivo que sea no se conocen algunos de estos campos, la comunicación no se produce.

Así pues, un Switch, a diferencia, de los Hubs introduce un nivel de “inteligencia”. Un switch contiene una tabla, denominada CAM (Content-Addresseable Memory) en la cual se incluyen las direcciones MAC de cada uno de los equipos conectados a los distintos puertos del switch. Para realizar las tareas de conmutación, acudirá a ella para saber por cuál de ellos deberá enviar el tráfico en función de la MAC de destino. Esta asignación de direcciones MAC podrá hacerse de forma dinámica o manual. La forma manual implica que el administrador asigne a cada puerto del switch la MAC del equipo conectado; mientras que la forma dinámica se basa en que por cada trama que ingrese por cada boca del switch, éste mirará la MAC de origen y la incluirá en la CAM. Pasado cierto tiempo, si no se recibe tráfico se borrará dicho registro. Así, a la hora de efectuar la comunicación, los switches se fijarán en la MAC de destino, consultarán dicha tabla para saber por qué puerto deben enviarla y la “despacharán”.

Ahora bien, si por distintas razones necesitásemos conocer el tráfico que pasa en entre “HMI” y “PLC”, no podríamos conseguirlo ya que el switch sólo conmuta el tráfico por los puertos involucrados. Aquí es donde aparece el concepto de “Port Mirroring” o “Puerto Espejo”. Mediante esta funcionalidad lo que conseguimos es que el switch haga una copia de dicho tráfico y lo envíe por un tercer puerto. ¿Con qué finalidad? Por ejemplo, si en este último conectamos un analizador de tráfico, podremos estudiar todo aquello que suceda entre “HMI” y “PLC” y detectar posibles anomalías sin interferir entre el flujo de comunicaciones. Obviamente el switch tiene que tener esta capacidad para hacerlo, sino… no hay nada que hacer.

Si bien las tasas de transferencia en entornos OT son menores que en entornos IT, esto no quita que debamos tener presente algunas consideraciones. Por ejemplo, si las comunicaciones son Full-Duplex (enviar y recibir a la vez) y el enlace es de 100 Mbps, el tráfico que puede llegar a recibir un equipo es de 200 Mbps, 100 Mbps para enviar y otros 100 Mbps para recibir. Si el enlace del puerto espejo es también a 100 Mbps el consumo de ancho de banda entre “HMI” y “PLC” no puede ser superior al 50%, ya que estaríamos superando la capacidad del mismo. O bien, que sea de una velocidad inferior, por ejemplo, a 10 Mbps. En esos casos, el switch descartaría paquetes con lo que el tráfico capturado no se correspondería con la realidad. Aparte, claro está, de la carga computacional que supone para la CPU del propio switch la copia de las tramas. A esto hay que sumar otras limitaciones que cada fabricante pueda considerar en sus productos.

Sin duda es un buen recurso, pero como comento, hay que tener en cuenta algunos aspectos técnicos.

A continuación, pondré ejemplos sobre su implementación en equipos. En la siguiente imagen se muestra una captura de la configuración de un switch Mikrotik RouterBoard 260GS, el cual dispone de 5 puertos RJ-45 10/100/1000 + 1 SFP.

Según cómo está configurado, estaríamos haciendo una copia del tráfico tanto saliente como entrante del puerto 1 que es dónde en teoría habría conectado un PLC y la enviaríamos por el puerto 2 donde conectaríamos un sniffer que lo recogería para un posterior análisis. Un clásico de este tipo de funciones es el archiconocido Wireshark. También podríamos seleccionar sólo uno de los sentidos, o bien el saliente o entrante según sean nuestras necesidades.

Lo cierto es que ese dispositivo resulta de mucha utilidad ya que por su pequeño formato puede ser utilizado en tareas sobre equipos finales como supervisión, diagnóstico, troubleshooting, etc. Aparte, al disponer de un módulo SFP podremos conectarlo a enlaces de fibra o par de cobre.

Ya sobre equipos de red tradicionales, podemos poner un ejemplo con switches Cisco. La funcionalidad la recoge este fabricante como puerto SPAN (Switched Port Analyzer). Aquí las posibilidades, como es lógico, son mayores y pasamos a la interfaz de consola. Podéis encontrar más información en este enlace.

Hasta ahora hemos visto switches “tradicionales”, sin embargo otros específicos de entornos OT también poseen esta funcionalidad como los muestra SIEMENS en este enlace y de donde se extraen las siguientes imágenes.

Sin embargo esto no es exclusivo de equipos de networking. Por ejemplo, el fabricante Fortinet la incluye en sus dispositivos. A continuación se muestran capturas sobre un FortiWifi 60D con versión de FortiOS 5.4.5. Como podemos ver la forma de acceder a ella es a través del apartado de «Interfaces».

En mi caso “HW_SW_01”, y ya en su configuración veremos el campo correspondiente:

Como vemos el criterio es similar, interfaz a monitorizar y a hacia cuál queremos enviar la copia de los paquetes. Haciendo una prueba, he conectado en el puerto “internal1” un servidor Modbus (10.10.10.100) y desde el puerto “internal2” (10.10.10.200) el cliente desde cual hacer las lecturas. Finalmente, un equipo con Wireshark en el puerto “internal3” donde capturar el tráfico.

Un caso de uso podría ser en un equipo donde se le aplique una estrategia de “Virtual Patching” y necesitemos saber qué es lo que está sucediendo desde, hacia, él. Hace tiempo escribí a este respecto, os dejo los enlaces:

Hasta aquí la entrada de hoy con la que espero hayáis podido descubrir una nueva funcionalidad de vuestros equipos. Puede que escondida, pero seguro de utilidad en un futuro. Las aplicaciones pueden ser varias, espero poder escribir sobre alguna de ellas. Sólo falta tiempo.

Un saludo a todos, nos vemos en la siguiente y no te olvides que puedes seguirnos también en @enredandoconred .

Edorta

¿Por qué es necesario NGFW en entornos ICS/SCADA?

Posted on por
8

Como he hablado en otras ocasiones el primer paso para securizar un entorno de control y automatización es separarlo del de IT mediante un dispositivo de seguridad perimetral. Luego, ya dentro del propio entorno OT, es necesario segmentar la misma en áreas más pequeñas con el fin de que si se produce un anomalía o incidente, éste no se propague al resto y ponga en peligro la disponibilidad total, o parcial, de las instalaciones.

El dispositivo estrella para este tipo de tareas es el firewall. Los cortafuegos tradicionales (L2, L3, L4) han quedado ineficaces ante el creciente y diversificado aumento de amenazas, vulnerabilidades y vectores de ataque. Surgen entonces los NGFW (Next Generation Firewall) que además de las características típicas incorporan otras como motores Antivirus, IDS/IPS, Control de Aplicación, Filtrado Web y DPI (Deep Packet Inspection).

A continuación, indico algunos enlaces de artículos relacionados a este respecto.

  1. Defensa en Profundidad, breve repaso.
  2. Defensa en profundidad OT
  3. Separar y Segmentar, primeros pasos para reducir riesgos…
  4. Virtual Patching en funcionamiento (Parte I)
  5. Virtual Patching en funcionamiento (Parte II)
  6. Virtual Patching en funcionamiento (Parte III)

En la entrada de hoy vamos a ver la necesidad de este tipo de dispositivos NGFW en detrimento de los tradicionales. Para ello me voy a basar en el software utilizado en la entrada “Simulador de protocolo ModBus”, creado el siguiente entorno.

La idea es representar dos supuestos entornos; uno IT (de Oficinas) y uno OT (de automatización). En este último he simulado un equipo cliente ModBus el cual será el “objetivo” de las acciones a realizar. Por otro lado, en parte de IT/OT, situaré el posible “atacante” (Kali Linux) junto con un equipo legítimo (Maestro Modbus). He decidido especificar IT/OT para cubrir dos supuestos. Cuando me refiero a “IT”, represento el concepto de “Separación” y con “OT” el de “Segmentación”. De esta manera cubrimos las posibles acciones llevadas a cabo desde la propia red de Control como desde otra ajena a éstas como puede ser la de «Oficinas» o Internet si consideramos equipos accesibles remotamente. En cualquiera de los casos, ambos están separados por un equipo Fortinet FortiWifi60D con una versión de FortiOS 5.2.8. Habrá que piense que esta versión ya tiene un tiempo y que las hay más nuevas. Tiene razón, pero hay una explicación. Las actualizaciones en equipos industriales, se producen en intervalos de tiempo superiores si lo comparamos contra entornos IT con lo que es muy común encontrarse no con las últimas. Además de esto, no debemos olvidar el uso de equipamiento acorde a la actividad que vamos a realizar. Lo correcto sería emplear, por ejemplo uno de la serie Fortinet Fortigate Rugged.

Así pues, el esclavo queda configurado como sigue:

Por otro lado, el firewall permite el tráfico según la siguiente regla.

Como se puede apreciar sólo se deja pasar el protocolo “ModBus” (TCP-502), entre la red 172.30.123.0/24 y el destino “Esclavo_MODBUS” (172.20.123.200). Lo suyo sería dejar pasar sólo aquellos equipos que lo necesiten. Aparte de ser un entorno de laboratorio, en la vida real, es probable que alguien se pueda configurar manualmente la IP de un equipo legítimo, la infección de uno de ellos o las conexiones vengan de redes configuradas con DHCP con lo que se abra a todo su rango. No es descabellado. Lo dicho, cobra especial importancia la correcta configuración de las reglas del firewall.

Según lo anterior el resultado de una conexión legítima al esclavo sería la siguiente:Y el Master recogería estos resultados:

Considerando las características de ModBus que no posee ninguna medida de seguridad nativa, un atacante podría con alguna herramienta poder leer o escribir datos. Para este caso he utilizado mbtget, la cual podéis encontrar aquí.

Así pues leeremos los siguientes registros:

O escribir, por ejemplo, “12345” en la primera entrada.

Y… oh sorpresa! el usuario legítimo lo vería….

Con ello vemos que los Firewall tradicionales no son del todo efectivos para este tipo de entornos y protocolos. Vamos a proceder a configurar el “Perfil de Seguridad”, término que emplea Fortinet para definir las características de seguridad adicionales y que son definidos en cada una de las reglas. Estos perfiles pueden ser ajustados según necesidades. En el siguiente ejemplo optamos por activar en “Modo Monitor” de la característica “IPS” con lo que operaría como un IDS (Intrusion Detection System) en lugar de un IPS (Intrusion Prevention System) :

Aún podríamos llevar a cabo una escritura con el valor “55555” en el esclavo desde el equipo atacante, ya que sólo detectaríamos tal acción:

Generaríamos el siguiente log en el Firewall.

Y también, hacer una lectura:

Como vemos en los logs del Firewall, en la columna “Action” vemos como figura “detected”. El tráfico se ha detectado pero no se ha cortado.

Sin embargo, si cambiamos el perfil IPS y esta vez lo reconfiguramos como “Block”

El atacante se encontrará que no podrá llevar a cabo la escritura. Por ejemplo modificando el primer campo con el valor “8888”. Se produce un “timeout”.

Y el correspondiente log en el Firewall:

Aquí ya vemos cómo en la columna “Action” ya consta como “Dropped”.

Idem con la lectura:

Mientras tanto el cliente legítimo sigue funcionando con total normalidad.

En el día de hoy hemos comprobado la funcionalidad IDS/IPS para este equipo del fabricante Fortinet, sin embargo, no es la única que debemos aplicar. Hay que apoyarse en otras como Antivirus, Control de Aplicación y filtrado Web. Esto debe mantenerse bajo cualquier circunstancia, también cuando estos firewalls se empleen para establecer VPN y acceder a éstos de forma remota.

Adicionalmente, conviene que los logs generados, se consoliden en un servidor para poder ser almacenados y analizados bien para llevar a cabo una monitorización del estado de la seguridad por medio de un SIEM, como para realizar labores de forénsica en caso de ser necesario. Fortinet cuenta con algunos productos específicos como FortiAnalyzer o FortiManager, que aunque sea este último una herramienta de gestión incorpora algunas funcionalidades de gestión de logs. Este tipo de soluciones deben de contemplarse desde el inicio de los proyectos. Hemos de tener una visión más allá del despliegue inicial ya que todo lo que instalemos luego hay que administrarlo por lo que a la hora de elegir tal o cual producto, esto también ha de considerarse.

Un saludo a todos, nos vemos en la siguiente y no te olvides que puedes seguirnos también en @enredandoconred .

Cuando VLANs y Firewalls no son suficientes

Posted on por

Como comentaba en la entrada anterior, hace poco terminé el curso sobre Ciberseguridad en Sistemas de Control y Automatización Industrial impartido por el Instituto Nacional de Ciberseguriad (INCIBE) antes, INTECO.

Dentro de su contenido, en uno de sus módulos se trataba el tema de los incidentes de seguridad sobre dichos sistemas, analizando desde los posibles objetivos potenciales hasta las deficiencias técnicas, pasando por controles de acceso físico pobres o incluso nulos.

Entre esos puntos se apuntaba como orígenes a la red corporativa y a cortafuegos perimetrales mal configurados. En el primero de ellos, se explicaba que tanto los sistemas empresariales como industriales comparten la misma infraestructura de comunicaciones  permitiendo  llevar ataques desde la red corporativa a la de control aprovechando alguna vulnerabilidad en aquéllos. En lo referente a los cortafuegos perimetrales, se comentaban las malas configuraciones sobre ciertos protocolos y también, no considerar el sentido de las conexiones. Como ejemplo se hablaba de una intrusión en los sistemas de control, la ejecución de un “payload” en ellos e iniciar una conexión a un equipo remoto empleando un puerto abierto en el firewall.

Partiendo de la base que ninguna red es igual ya que las necesidades y usos pueden ser bien distintos, en la entrada de hoy voy a hablar de dos aspectos que afectan a las ideas descritas en los apartados anteriores.

Por mi experiencia, es muy común que equipos corporativos convivan con los de control dentro del mismo switch. Por ejemplo, en una cadena de producción tenemos un PC donde  ejecutamos distintas aplicaciones relacionadas con el proceso de fabricación, mientras que en otros puertos tenemos los autómatas que controlan la maquinaria (robots, sensores, válvulas, etc.). También puede ocurrir que existan incluso puntos de acceso inalábricos para aquellos dispositivos no cableados tipo PDAs industriales, lectores de códigos de barras, PCs portátiles de personal de mantenimiento, etc. ¡Y posiblemente todo dentro de la misma VLAN! Resultaría costosísimo, o incluso inviable, implementar dos o tres infraestructuras paralelas para separar físicamente todo el tráfico, así que la realidad es que unos y otros deben “viajar” por el mismo equipo y por la misma red, aunque separados lógicamente mediante el uso deVLANs.

Por otro lado, debemos pensar que a la hora de interconectarlo todo, no se puede implementar cortafuegos por cada enlace, subred, equipo, etc. para regular el tráfico a permitir o denegar. Si bien la inversión, condiciona en gran medida la solución tecnológica a utilizar (salvo que sobre el dinero, que viendo los tiempos que corren es poco probable…), debemos pensar,  en lo a la parte técnica se refiere, que los switches nos pueden ofrecer una serie de ventajas que, a veces, los cortafuegos no lo hacen. Por ejemplo, mayor densidad de puertos y uso de módulos SFP para distintos medios físicos como cable y fibra óptica. También es cierto que los cortafuegos realizan tareas que no hacen los switches. Unos no  son mejores que los otros, sino que cada cual hace su papel y se complementan.

A estas ideas debemos sumar también la implantación de medidas que garanticen una alta disponibilidad de los servicios prestados, con lo que aparte de equipos de comunicaciones, de seguridad, control, automatización, etc. debemos disponerlo todo de tal manera que en caso de producirse un fallo, la red pueda seguir funcionando sin que esto suponga un impacto en la calidad del servicio ofrecido.

Como bien dice el refrán “Una imagen vale más que mil palabras”  he creado un escenario para tratar de entender mejor lo dicho. He utilizado la aplicación de Cisco Systems, Packettracer, utilizada para la preparación de las certificaciones CCNA y CCNP, entre otras.

Basándome en los criterios de este post, aquí os dejo la topología:

Para explicarlo empezaremos de izquierda a derecha.

Tenemos el equipo “Switch Acceso” (Switch L2) al que se conectan por un lado los autómatas PLC-01 y PLC-02, y por otro un PC que pueda ser utilizado para la ejecución de aplicaciones relacionadas con la actividad industrial. También se ha incluido una impresora, como un elemento de red más que pueda ser utilizado para la impresión de algunos documentos, órdenes de montaje, códigos de barras para temas logísticos, etc.

Para segmentar el tráfico, los PLCs,  el PC y la impresora se han situado en VLANs distintas. PLC-01 y PLC-02 en la VLAN 10 con direccionamiento 192.168.10.0 /24; y PC-01 y Printer0 en la VLAN 20, y red 192.168.20.0/24. Como puerta de enlace será la primera IP de ambas redes, la .1.

Dado que es un entorno de alta disponibilidad, se ha configurado en los switches “sw-core-01” y “sw-core-02” (Ambos multicapa o L3) interfaces virtuales para cada una de las VLANs, y en ellas, el protocolo HSRP, aunque también hubiera servido VRRP. Si no sabéis o queréis refrescar los conceptos de interfaces virtuales o dejo un link a un artículo que publiqué hace un tiempo, aquí.

Luego tenemos los cortafuegos, que filtrarán el tráfico entre la red de servidores donde se sitúa el servidor de SCADA, Historiadores, etc y el resto. Esta red tiene un direccionamiento 192.168.254.0/24, y está en la VLAN 254. También está configurado HSRP.

No he dibujado la red corporativa como oficinas ya que no viene por ahí el problema de seguridad que quiero explicar, pero de existir, deberían colgar de cada uno de los nodos del firewall, como lo están las dibujadas.

Como podréis ver los cortafuegos tiene un enlace entre sí. Todo tiene una explicación.

Al igual que en los equipos de red tenemos HSRP, VRRP y GLBP para implementar alta disponibilidad, los cortafuegos tienen los suyos también. Lo que se hace es una topología tipo “Activo-Pasivo” o “Activo-Activo”. La primera de ellas, sería equiparable al comportamiento de HSRP y VRRP, donde uno de los nodos soporta todo el tráfico, el “Master”, mientras que el otro está de respaldo, el “Backup”. En caso de que el “Master” falle, el “Backup” entra en funcionamiento. El modo “Activo-Activo” es aquél en el que ambos nodos funcionan a la par, proporcionando no sólo una alta disponibilidad, ya que si uno falla el otro asume su rol, sino que además existe un balanceo de carga ya que se puede repartir el tráfico entre ambos.

En cualquiera de los dos casos, ambos nodos deben tener un enlace donde compartir una tabla con las conexiones que tiene abiertas, ya que si el nodo “Master” falla, el de “Backup” debe seguir permitiéndolas. Si no existiese este enlace y el nodo de “Backup” no tuviese dicha tabla, cuando uno de los equipos finales volviesen a generar tráfico de una sesión ya establecida, las cortarían.

Por no estar hablando siempre de Cisco, Juniper tiene su protocolo NSRP. Os dejo algunos enlaces pero si buscáis en por ahí  encontraréis un montón de información al respecto.

 Link 1

Link 2

Link 3

Fortinet también tiene soluciones similares. Os dejo más links:

Link 1

Link 2

Link 3

Vale, tenemos el PC y la impresora en una VLAN; y los PLCs en otra de tal manera que a nivel de capa 2 los tenemos “aislados” y cada uno en su propio dominio de broadcast. Mismo criterio con los servidores. Sin embargo, los equipos PLC no están todo lo protegidos que debieran.

¿Por qué? Porque si nos fijamos el PC-01 a pesar de estar en una VLAN distinta de los PLCs puede llegar a ellos sin problemas. Vamos a abrir un navegador del PC-01 y la IP del PLC-01.

¿Por qué? Sencillo. Cuando abrimos el navegador el tráfico llega al switch sw-core-01. Como éste tiene acceso a la VLAN donde está la dirección IP de destino, la 192.168.10.100, es el propio switch el que lo envía por la interfaz de la VLAN 10 ya que están ambas en el mismo equipo. La 10 y la 20.  Podríamos cambiar manualmente el enrutamiento para que fuese todo al tráfico hacia el firewall y éste lo descartase, pero tampoco tiene mucho sentido hacerlo “subir” hasta ahí para luego descartarlo  y ocupar un ancho de banda por poco que sea, nos puede resultar necesario, especialmente a los PLC en su comunicación con el servidor SCADA.

 Por tanto, hay una cosa que es clara y es que tenemos que filtrar el tráfico para evitar que ningún equipo de la red 192.168.20.0/24 pueda llegar a la 192.168.10.0/24. Sin embargo, sí que tenemos que permitir el tráfico desde la red 192.168.20.0/24 a cualquier otro equipo de la red.

Así que, ¿qué alternativa tenemos? La alternativa son las ACL, Access List. Pero esto lo dejamos para la siguiente entrada.

Un saludo a todos, nos vemos en la siguiente y no te olvides que puedes seguirnos también en @enredandoconred .